Python核心编程——第2章 网络编程 笔记
说明
本篇文章只是重点知识点摘录，理解为主。详细信息请看《Python核心编程》一书，或者
Python核心编程——第2章 网络编程 笔记 by RealEmperor
客户端/服务器架构
概念
什么是客户端/服务器架构?对于不同的人来说，它意味着不同的东西，这取决于你问谁以及描述的是软件还是硬件系统。在这两种情况中的任何一种下，前提都很简单:服务器就是一系列硬件或软件，为一个或多个客户端(服务的用户)提供所需的“服务”。它存在唯一目的就是等待客户端的请求，并响应它们(提供服务)，然后等待更多请求。
另一方面，客户端因特定的请求而联系服务器，并发送必要的数据，然后等待服务器的 回应，最后完成请求或给出故障的原因。服务器无限地运行下去，并不断地处理请求;而客户端会对服务进行一次性请求，然后接收该服务，最后结束它们之间的事务。客户端在一段时间后可能会再次发出其他请求，但这些都被当作不同的事务。
例子
- 硬件客户端/服务器架构
- 打印(打印机)服务器：处理传入的打印作业并将其发送 给系统中的打印机(或其他的打印设备)。通常可以通过网络进行访问，并且客户端计算机将向它发送打印请求。
- 文件服务器：通常都是拥有庞大通用存储容量的计算机，可以被客户端远程访问。如Sun 公司的 网络文件系统(NFS)
- 软件客户端/服务器架构
- Web 服务器：接受客户端请求，并向(Web)客户端(即用户计算机上的浏览器)回送 Web 页面，然后等待下一个客户端的请求。这些服务器一旦开启，都将可能永远运行。
- 数据库服务器。它们接受客户端的存储或检索请求，响应请求，然后等待更多的事务。
- 窗体(window)服务器：几乎可以认为这些服务器是硬件服务器。它们运行在一台附带(外接)显示设备(如显示器)的计算机上。窗体客户端其实就是一些程序，这些程序需要一个窗口化的环境来运行。这些通常被当作图形用户界面(GUI)应用程序。
套接字: 通信端点（Communication Endpoints）
概念
套接字是计算机网络数据结构，它体现了上节中所描述的“通信端点”的概念。在任何 类型的通信开始之前，网络应用程序必须创建套接字。可以将它们比作电话插孔，没有它将 无法进行通信。
起源
套接字的起源可以追溯到 20 世纪 70 年代，它是加利福尼亚大学的伯克利版本 UNIX(称 为 BSD UNIX)的一部分。因此，有时你可能会听过将套接字称为伯克利套接字或 BSD 套接 字。套接字最初是为同一主机上的应用程序所创建，使得主机上运行的一个程序(又名一个 进程)与另一个运行的程序进行通信。这就是所谓的进程间通信(Inter Process Communication， IPC)。有两种类型的套接字:基于文件的和面向网络的。
分类
- 基于文件的UNIX套接字
- 族名（family name）为AF_UNIX(又名AF_LOCAL，在POSIX1.g标准中指定)。它代表地址家族(address family):UNIX。
- 其它较旧的地址家族名称：域(domain)或协议家族(protocol family)，并使用其缩写 PF 而 非 AF。
- 基于网络
- 家族名字 AF_INET，或者地址家族: 因特网。
- 地址家族 AF_INET6 用于第 6 版因特网协议(IPv6)寻址。
套接字地址
主机+端口号（0~65535）
面向连接的套接字与无连接的套接字
| 类型 | 名称 | 提供的服务 | 协议 |
|---|---|---|---|
| 面向连接 | 虚拟电路或流套接字 | 序列化的、可靠的和不重复的数据交付，而没有记录边界。 | 主要协议是传输控制协议（TCP），若使用网络则要加上因特网协议(IP)来搜寻网络中的主机 |
| 无连接 | 数据报类型的套接字 | 不保证顺序性、 可靠性或重复性；记录边界；成本低廉 | 主要协议是用户数据报协议（UDP），若使用网络则要加上因特网协议(IP)来搜寻网络中的主机 |
创建TCP\UDP服务器与客户端
TCP服务器端伪代码
ss = socket() # 创建服务器套接字
ss.bind() # 套接字与地址绑定
ss.listen() # 监听连接
inf_loop: # 服务器无限循环
cs = ss.accept() # 接受客户端连接
comm_loop: # 通信循环
cs.recv()/cs.send() # 对话(接收/发送)
cs.close() # 关闭客户端套接字
ss.close() # 关闭服务器套接字#(可选)
TCP客户端伪代码
cs = socket() # 创建客户端套接字
cs.connect() # 尝试连接服务器
comm_loop: # 通信循环
cs.send()/cs.recv() # 对话(发送/接收)
cs.close() # 关闭客户端套接字
UDP服务器伪代码
ss = socket() # 创建服务器套接字
ss.bind() # 套接字与地址绑定
inf_loop: # 服务器无限循环
cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() # 关闭(接收/发送)
ss.close() # 关闭服务器套接字
UDP客户端伪代码
cs = socket() # 创建客户端套接字
comm_loop: # 通信循环
cs.sendto()/cs.recvfrom() # 对话(发送/接收)
cs.close() # 关闭客户端套接字
SocketServer 模块
SocketServer是标准库中的一个高级模块(Python 3.x中重命名为socketserver)
- 改进点
- 简化很多样板代码，它们是创建网络客户端和服务器所必需的代码。
- 使用类来编写应用程序。
- 事件驱动
Twisted框架
Twisted 是一个完整的事件驱动的网络框架，利用它既能使用也能开发完整的异步网络应用程序和协议。其他异步系统有Greenlets、 Tornado、Diesel、Concurrence、Eventlet、Gevent 等。